ESP8266无人机原理图+PCB合集

原创 云深之无迹 2023-01-05 23:16

以前写过一个ESP8266做的飞控,但是一直不会设计PCB,最近学会了。就蠢蠢欲动了,不过在设计以前正经的教程没有几个。。。我找遍全网把ESP8266为主控的无人机项目都做了一次梳理。

现在作为廉价的配置就是ESP8266(树莓派Pico)+MPU6050+MOSx4(Si2302 )+LDO。然后原理图已经绘制完毕,接下来的问题就是PCB的布局,以及一些附件的添加。

其实Pico的成本也不高,就是没有人愿意开这个头。

在驱动部分都是使用的MOS管,但是可能会买到质量不好的,这个需要看命了:

这个是一个常用的驱动电路

单个电路原理

这个是ESP32 无人机的一个MOS驱动,大同小异的,也可以使用

单个MOS管的原理图,在器件布局的时候,一般机器偏大,会将管子布置的靠近电机,小的时候倒是没有啥说法,一般是布置到4角。

在这里

上面这个图有毛病(一开始的图):这个设计有大问题。电机的绕组具有电感特性,当PWM信号让MOS关断时,电感电流找不到续流通道,会产生一个超级高的感应电动势,足以把MOS的源极和漏极击穿。需要在电机上并联续流二极管,或者用半桥拓扑。也正因为电机有这个特性,用PWM控制电机才不会导致电机输出顿挫。在有续流回路的情况下,当关断MOS,电机上的电流会缓慢下降,而不是直接变成0。只要你让PWM频率足够高,以至于在系统输出最小占空比时电机电流也不会降到0,电机在整个运转周期中就会平稳的产生扭矩。这个过程和驱动DCDC电路的BUCK拓扑一模一样。

这个也是推荐的一种接法

每个MOS管接一个大电阻下拉,目的是为了防止在单片机没接手电机的控制权时,电机由于PWM信号不稳定开始猛转。接一个下拉电阻,保证了场管输入信号要么是高,要么是低,没有不确定的第三种状态。那么电机也只有两种状态,要么转,要么不转。主控输出的是PWM波形,用于控制场效应管的关闭和导通,从而控制电机的转动速度。

在最后还有张老图,加上

这个就是看一个PCB的设计,注意板载天线为了性能整块移动在外部。这个图真好看呀,不知道是拿啥绘制的。把多余的引脚的可以印出来放置成标准件,不过会加2G的质量,我还是不建议放了。扩展接头 2×10 针 1.27mm (0.05”) 间距,包括电源、I2C 和 UART,这些接口引出的时候注意成对设计。 可以设计成2 层 PCB ,带有用于数字和模拟电源的独立稳压器!放屁用什么2层板了,lz现在会4层板了!(没素质了哈)

UART转USB的芯片一般都是CP2102,记得离得近些

不错

甚至可以做成这样的无敌简陋的版本

在我看来。模块化设计是必要的,所以也可以考虑驱动和主控这块变成接插件

还有一种做法是直接就留PWM接ESC就行,这里就可以移植数字的ESC协议了,有刷变无刷,单车变摩托了。

这个是找到的一个中古接线图

这个和上面的方案一样

这个也是双层板的设计,可以看到布局吧,但是这个MPU的小板子就很占地方了。

别笑,反正可以飞起来的

这个是STM芯片的设计

• 3 英寸四轴飞行器:450 – 850mAh
• 4 英寸四轴飞行器:850 – 1300mAh
• 5 英寸四轴飞行器:1300 – 1800mAh
• 6 英寸四轴飞行器:1500 – 2200mAh
• 7 英寸四轴飞行器:1800 – 3200mAh
上面是不同尺寸的无人机搭载的电池容量选型。

使用的ESP8266-12F

供电设计

WifiPPM

找到一个有趣的项目:智能手机控制微型室内四轴飞行器。该程序使用 HTML 5 网站启动 wifi 接入点以控制 PPM 信号。PPM 信号由中断产生。

由于 HTML5,可以使用任何智能手机控制您的 RC 设备,而无需任何应用程序。也可以使用 PC 连接到网站并使用操纵杆进行控制。目前这仅适用于 Firefox。

代码在Github了

https://github.com/yunswj/wifi-ppm

可以让你的小飞机变成手机控制

还有Pico做无人机也是可以的

驱动部分

该部分由 n 沟道 MOSFET 组成,它将在其栅极端子上接收来自树莓派 pico 的 PWM 信号。在这些信号的帮助下,MOSFET 将用作开关来打开和关闭电机。

设计的接插件的板子,我也去画一个

这个是用在树莓派的,我在给地平线的板子绘制

这个是光动力的接收机

上面是硅光电池

这个是Pico直接简版飞行

IMU用的是ST家的,我也去买两个

供电

供电

飞控电路图

这个是我找的一个FPGA做飞控的板子

很漂亮啊

不过它众筹的失败了。。。可能大家不理解是啥产品吧

信息流图

一些细节

太漂亮了

很漂亮

对了,板子的话,如果为了小,还是不要搞大器件设计了,只有单器件才可以很小。

为了应对一天张300百的机票,收拾东西回内蒙了,年后加油

留个乐子,你猜这是啥?

https://phenox-ja.readthedocs.io/ja/latest/
https://diydrones.com/profiles/blogs/phenox-fly-your-creativity
https://rikei-tawamure.com/entry/2022/01/16/115729
https://github.com/kouhei1970/pico_copter
https://dojofordrones.com/what-is-mavproxy/
https://github.com/yunswj/wifi-ppm
https://www.instructables.com/Wifi-PPM-no-App-Needed
https://drive.google.com/file/d/17LDkFm4QEIjEsGNwf-w4didpC_17Dgyg/view
https://www.instructables.com/Build-Drone-With-ESP8266/
https://github.com/Renga-rider/WIFI-CONTROLLED-DRONE-V4
https://www.pcbway.com/project/shareproject/WIFI_controlled_drone.html


评论
  • 村田是目前全球量产硅电容的领先企业,其在2016年收购了法国IPDiA头部硅电容器公司,并于2023年6月宣布投资约100亿日元将硅电容产能提升两倍。以下内容主要来自村田官网信息整理,村田高密度硅电容器采用半导体MOS工艺开发,并使用3D结构来大幅增加电极表面,因此在给定的占位面积内增加了静电容量。村田的硅技术以嵌入非结晶基板的单片结构为基础(单层MIM和多层MIM—MIM是指金属 / 绝缘体/ 金属) 村田硅电容采用先进3D拓扑结构在100um内,使开发的有效静电容量面积相当于80个
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